TÌNH HÌNH KHAI THÁC, SỬ DỤNG VÀ CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG CỦA KHÍ THIÊN NHIÊN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN  MÔN HỌC: QUẢN LÝ BỀN VỮNG CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG Đề tài TÌNH HÌNH KHAI THÁC, SỬ DỤNG VÀ CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG CỦA KHÍ THIÊN NHIÊN GVHD : GS.TS. Lê Chí Hiệp HVTH : Nguyễn Duy Khang TP. HỒ CHÍ MINH – 05/2011 2 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 4 KẾT LUẬN 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 3 MỞ ĐẦU Năng lượng là yếu tố vô cùng quan trọng trong mọi hoạt động của con người, việc đáp ứng các nhu cầu về năng lượng luôn luôn là mối quan tâm hàng đầu trong công cuộc phát triển kinh tế ngay từ khi loài người mới thấy lóe lên tia sáng của nền văn minh nhân loại. Ngày nay, năng lượng đang chi phối mọi lĩnh vực của nên kinh tế thế giới, vì thiếu năng lượng mọi hoạt động sẽ rơi ngay vào ngừng trệ. Năng lượng vốn được lấy ra từ thiên nhiên, và sau khi đã được sử dụng phục vụ công cuộc phát triển của con người sẽ trở lại thiên nhiên dưới dạng chất thải hay nhiệt. Nguồn năng lượng đang được con người sử dụng rộng rãi được lấy ra từ nhiên liệu hóa thạch, đã và đang được con người sử dụng rộng rãi là than đá, dầu mỏ, … Có thể nói thế kỷ XX là thế kỷ của dầu mỏ với những bất ổn về văn hóa và chính trị liên quan đến vấn đề này. Trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng, nhu cầu năng lượng về dầu mỏ ngày càng lớn, nhưng khả năng cung cấp thì ngày càng cạn dần. Bên cạnh đó những nguồn năng lượng này lại phát thải khoảng 80% tổng lượng CO 2 phát thải, đứng vị trí số một trong việc gây ra các biến đổi khí hậu và hiệu ứng nhà kính. Trước những bất lợi của than đá và dầu mỏ về sự phát thải quá nhiều khí CO 2 thì khí thiên nhiên xuất hiện như là một giải pháp thay thế hiệu quả. Không giống các nhiên liệu hoá thạch khác, khí thiên nhiên rất sạch khi đốt cháy và cho ra các sản phẩm thứ cấp ít khả năng gây ô nhiễm hơn vào trong không khí. Chúng ta cần năng lượng ổn định, để sưởi ấm những ngôi nhà, để nấu nướng, và để sản xuất ra điện năng. Chính nhu cầu sử dụng năng lượng này đã đưa khí thiên nhiên lên một vị trí rất quan trọng trong xã hội và đời sống của chúng ta. Nó là một trong những nguồn năng lượng sạch, rất linh động và hữu dụng, có thể được xem là nguồn năng lượng tương lai. Chính vì 4 thế, trong bài viết này, tác giả sẽ đề cập đến Tình hình khai thác, sử dụng và các vấn đề về môi trường của năng lượng khí thiên nhiên, từ đó đưa ra một số nhận định cá nhân về vấn đề này. 5 1. TỔNG QUAN VỀ KHÍ THIÊN NHIÊN 1.1. Khí thiên nhiên là gì? Khí thiên nhiên, hỗn hợp chất khí cháy được, bao gồm phần lớn là các hydrocarbon (hợp chất hóa học chứacacbon và hyđrô). Cùng với than đá, dầu mỏ và các khí khác, khí thiên nhiên là nhiên liệu hóa thạch. Khí thiên nhiên có thể chứa đến 85% mêtan (CH 4 ) và khoảng 10% êtan (C 2 H 6 ), và cũng có chứa số lượng nhỏ hơn propan (C 3 H 8 ), butan (C 4 H 10 ), pentan (C 5 H 12 ), và các alkan khác. Khí thiên nhiên, thường tìm thấy cùng với các mỏ dầu ở trong vỏ Trái Đất, được khai thác và tinh lọc thành nhiên liệu cung cấp cho khoảng 25% nguồn cung năng lượng thế giới. Khí thiên nhiên chứa lượng nhỏ các tạp chất, bao gồm điôxít cacbon (CO 2 ), hyđrô sulfit (H 2 S), và nitơ (N 2 ). Do các tạp chất này có thể làm giảm nhiệt trị và đặc tính của khí thiên nhiên, chúng thường được tách ra khỏi khí thiên nhiên trong quá trình tinh lọc khí và được sử dụng làm sản phẩm phụ. 1.2. Quá trình phát hiện khí thiên nhiên Cách đây khoảng 2500 năm, người Trung Quốc đã biết dùng khí thiên nhiên. Họ dẫn khí bằng ống tre từ các giếng nông tới các lò nấu. Người cổ Hy Lạp, Ba Tư, ấn Độ cũng phát hiện ra khí thiên nhiên cách đây nhiều thế kỷ. Vào thế kỷ 17, khí thiên nhiên đã được sử dụng để sưởi ấm và chiếu sáng ở miền Bắc Ý. ở Hoa kỳ, khí thiên nhiên được dùng để chiếu sáng các đường phố Baltimor năm 1816. Năm 1821, William Hart đã khoan thành công giếng khoan khí thiên nhiên đầu tiên ở Fredonie–New York, giếng khoan chỉ sâu khoảng 9 mét. Công ty chiếu sáng 6 bằng khí thiên nhiên Fredonie khai trương năm 1858 là công ty khí đầu tiên của Hoa Kỳ. Đến năm 1900, khí thiên nhiên được phát hiện ở 17 bang. Ở Việt Nam, vào đầu những năm 70 của thế kỷ 20, nhân dân vùng Xuân Thuỷ, tỉnh Nam Định đã phát hiện và khai thác thủ công khí metan ở tầng nông để nung gạch, nung vôi và đun nấu. Năm 1981, Tổng cục dầu khí (nay là Tập đoàn dầu khí Việt Nam) đã khai thác khí thiên nhiên ở Tiền Hải dùng cho phát điện và cung cấp cho địa phương tỉnh Thái Bình. Năm 1995, dòng khí đồng hành đầu tiên của mỏ Bạch Hổ đã được dẫn vào bờ tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu bằng đường ống, cấp khí cho nhà máy nhiệt điện Bà Rịa. Năm 2003 khí thiên nhiên từ Vùng trũng Nam Côn Sơn trên thềm lục địa Việt Nam cũng được dẫn vào bờ cung cấp cho khu công nghiệp Phú Mỹ. 1.3. Thành phần khí thiên nhiên Khí thiên nhiên gồm các thành phần khác nhau có các tính chất rất riêng biệt. Khí thiên nhiên khai thác từ các mỏ tất nhiên bão hòa hơi nước, hàm lượng của chúng phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, thành phần khí và nước. Nitơ và khí cacbonic là các khí ổn định và thông thường có mặt trong tất cả khí thiên nhiên. Hàm lượng nitơ trong khí đôi khi đạt đến hàng chục phần trăm, và một vài khí thiên nhiên gần như gồm hoàn toàn nitơ (ví dụ mỏ khí thiên nhiên ở Texac) chứa 85 – 95% N 2 . Một số khí mỏ 100% là nitơ. Hàm lượng khí cacbonic dao động từ rất bé đến vài phần trăm so với thể tích, cá biệt có một vài khí chứa tới 50% CO 2 . Dihydrosunfua là một thành phần của khí thiên nhiên rất độc và có tính ăn mòn. Hàm lượng H 2 S trong khí đôi khi đạt đến hàng chục phần trăm theo thể tích. Ví dụ mỏ khí Lac (Pháp) chứa 15,5% H 2 S. 7 Trong khi khí thiên nhiên về cơ bản được cấu tạo từ metan, nó vẫn có thể có chứa etan, propan, butan và pentan. Cấu tạo của khí thiên nhiên có thể thay đổi trong phạm vi rất rộng, nhưng trong bảng dưới đây chỉ thể hiện cấu tạo cơ bản thường gặp của khí khí mỏ trước khi được tinh chế. Các thành phần cơ bản của khí thiên nhiên Metan CH 4 70÷92% Etan C 2 H 6 Propan C 3 H 8 0÷20% Butan C 4 H 10 Khí cacbonic CO 2 0÷80% Oxi O 2 0÷0.2% Nitơ N 2 0÷5% Đihidro sunfua H 2 S 0÷5% Khí hiếm Ar, He, Ne, Xe rất nhỏ Khí thiên nhiên trong điều kiện vỉa bị bão hòa hơi nước. Sự hiện diện của hơi nước trong khí rất ít, bởi vì hơi nước, khi khí chuyển động, được ngưng tụ và tích tụ trong đường ống dẫn. Hàm lượng hơi nước trong khí được biểu diễn bằng độ nhớt tuyệt đối và độ nhớt tương đối. Độ ẩm tuyệt đối W là hàm lượng hơi nước trong một đơn vị thể tích khí. Độ ẩm tương đối đo bằng g/m 3 hoặc kg/1000 m 3 . Hàm lượng hơi nước của khí thiên nhiên phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, thành phần khí và nước, tại nơi đó khí tiếp xúc với nước, cũng như đặc tính môi trưởng rỗng trong đó chứa khí. Etan, propan và các hydrocacbon khác thường đi kèm với khí thiên nhiên có công thức hoá học tương đối khác nhau. Khí thiên nhiên được xem là ‘khô’ khi nó hầu như chỉ chứa khí metan, các hydrocacbon đi kèm thường đã bị tách ra hết. Khi còn lại các hydrocacbon khác thì được gọi là khí thiên nhiên. 8 2. ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG KHÍ THIÊN NHIÊN Trữ lượng đã xác minh của khí thiên nhiên trên thế giới là tập trung ở các vùng Trung Đông và Đông Âu, trữ lượng còn lại chia đều cho nhiều vùng khác trên thế giới. Theo các dự đoán lạc quan nhất, trữ lượng có thể tăng thêm trong vòng 25 năm tới. Trữ lượng khí đốt thiên nhiên lớn nhất, lên tới 48 tỉ tỉ mét khối đang nằm ở nước Nga. Trữ lượng lớn thứ nhì trên thế giới, 50 tỉ tỉ mét khối, nằm ở Trung Đông. Các mỏ khí có trữ lượng khác nằm ở những vùng khác nhau tại Á Châu, Phi Châu và Úc Châu. Trữ lượng khí đốt thiên nhiên ở Hoa Kỳ tổng cộng 5 tỉ tỉ mét khối. Theo xếp hạng trữ lượng khí đốt thiên nhiên của từng tiểu bang từ cao xuống thấp, các mỏ khí đốt thiên nhiên lớn đã được tìm thấy ở Texas, Vịnh Mexico ngoài khơi Louisiana, Oklahoma, New Mexico, Wyoming và ở Vịnh Prudhoe của North Slope thuộc tiểu bang Alaska. Ở Canada, tổng trữ lượng khí đốt thiên nhiên là 1,7 tỉ tỉ mét khối, phần lớn nằm ở Alberta. Như vậy theo khảo sát thì Trung Đông và Nga chiếm gần ¾ trữ lượng của thế giới (hình 5). Ở khu vực Châu Á-Thái Bình Dương, những nước có trữ lượng khí thiên 9 nhiên lớn là Úc, Trung Quốc, Indonesia và Malaysia. Việt Nam có trữ lượng khí thiên nhiên tương đương với Thái Lan, Myanma, Brunei, Bangladesh (hình 6). Qua tìm kiếm thăm dò cho đến nay, các tính toán dự báo đã khẳng định tiềm năng dầu khí Việt Nam tập trung chủ yếu ở thềm lục địa, trữ lượng khí thiên nhiên có khả năng nhiều hơn dầu. Với trữ lượng đã được thẩm định, nước ta có khả năng tự đáp ứng được nhu cầu về sản lượng dầu khí trong những thập kỷ đầu tiên của thiên niên kỷ thứ 3. Tổng tiềm năng dầu khí tại các bể trầm tích: Sông Hồng, Phú Khánh, Nam Côn Sơn, Cửu Long, Ma lay - Thổ Chu, Vùng Tư Chính - Vũng Mây đã được xác định tiềm năng và trữ lượng đến thời điểm này là từ 0,9 đến 1,2 tỷ m3 dầu và từ 2.100 đến 2.800 tỷ m3 khí. Trữ lượng đã được xác minh là gần 550 triệu tấn dầu và trên 610 tỷ m3 khí. Trữ lượng khí đã được thẩm lượng, đang được khai thác và sẵn sàng để phát triển trong thời gian tới vào khoảng 400 tỷ m3. Với các biện pháp đồng bộ, đẩy mạnh công tác tìm kiếm - thăm dò, đến năm 2010 khoảng từ 40 đến 60% trữ lượng nguồn khí thiên nhiên của nước ta sẽ được phát hiện. 10 [...]... lần giá khí thiên nhiên Do đó khi dùng khí thiên nhiên, chi phí năng lượng giảm đi hơn một nửa so với khi dùng dầu mỏ Về mặt phát thải ô nhiễm, khí thiên nhiên được mệnh danh là nhiên liệu sạch” Các chất ô nhiễm trong sản phẩm cháy của khí thiên nhiên đều thấp hơn nồng độ của chúng trong sản phẩm cháy của dầu mỏ 20 5 CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA KHÍ THIÊN NHIÊN Khí thiên nhiên hiện nay đang là nhiên liệu... chứa khí thiên nhiên nén (a), và lỏng (b), máy nén CNG gia đình (c) 4.2 Sử dụng khí thiên nhiên tại Việt Nam và trên thế giới Các nước Châu Âu sử dụng khí thiên nhiên để sưởi ấm nhà, nấu ăn, và chạy những nhà máy điện Hãng ô tô Volkswagen và một công ty năng lượng của Đức lên kế hoạch hợp tác sản xuất một loại máy phát điện gia dụng sử dụng khí thiên nhiên Điểm đặc biệt của loại máy phát điện gia dụng. .. Là một nhiên liệu công nghiệp, khí thiên nhiên được đốt trong các lò gạch, gốm và lò cao sản xuất xi măng Khí thiên nhiên còn được sử dụng để đốt các lò đốt các tua-bin nhiệt điện để phát điện cũng như các lò nấu thủy tinh, lò luyện kim loại và chế biến thực phẩm Khí thiên nhiên còn được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào cho ngành hóa dầu để tạo ra các chất hóa dầu Các chất hóa dầu này được sử dụng làm... hiệu suất sử dụng đồng thời giảm tác động đến môi trường  Hỗ trợ tài chính để nâng cao tỷ lệ đóng góp của nguồn năng lượng tái tạo  Áp dụng các chính sách giảm thiểu như: trồng rừng, sử dụng tiết kiệm năng lượng 6.2 ĐÁNH GIÁ VỀ KHÍ THIÊN NHIÊN Trong nhiên liệu hóa thạch thì khí thiên nhiên được đánh giá là nhiên liệu sạch nhất, vì qua sử dụng nó sẽ thoát ra rất ít khí nhà kính Với tình hình sử dụng năng... được thực hiện ở các trạm cung cấp khí thiên nhiên nén Tại đây, khí thiên nhiên từ mạng lưới cung cấp được nén sẵn trong các bình chứa với áp suất 200bars trước khi nạp vào bình chứa trên ô tô Ở những nơi không có hệ thống cung cấp khí thiên nhiên, người ta lưu trữ khí thiên nhiên dưới dạng bình khí nén CNG (hình 9a) hay bình chứa khí thiên nhiên lỏng LNG (hình 9b) Việc nạp khí thiên nhiên cho ô tô cũng... quả 650.000m3 khí ngày đêm và dòng dầu 180 tấn/ngày đêm; Giếng R-10 khoan tầng móng đã cho kết quả 500.000 m3 khí/ ngày đêm và 160 tấn Condensate/ngày đêm 12 Hình 7: Sản lượng khí khô của PV GAS qua các năm (Đơn vị: Triệu m3) 4 SỬ DỤNG KHÍ THIÊN NHIÊN Khí thiên nhiên được sử dụng làm nhiên liệu và nguyên liệu đầu vào cho ngành chế biến hóa chất Là một nhiên liệu gia dụng, nó được đốt trong các bếp ga,... thì việc sử dụng khí thiên nhiên hợp lý hơn sử dụng điện lưới, hơn nữa nó không như những loại máy phát điện sử dụng than hay dầu, bởi vì mức độ ô nhiễm của loại máy phát điện sử dụng khí thiên nhiên thấp hơn rất nhiều Hãng ô tô Volkswagen và Công ty năng lượng Lichtblick dự kiến mỗi năm sản xuất 10.000 chiếc máy phát điện này, để cho các hộ gia đình được sử dụng máy phát điện bảo vệ môi trường và nguồn... 4.2.4 Khí cung cấp cho các phương tiện giao thông vận tải So với các nhiên liệu truyền thống cho giao thông vận tải (xăng, dầu), khí thiên nhiên có ưu thế nổi trội về giá cả cạnh tranh và tính thân thiện với môi trường Việc thay thế xăng dầu bằng khí thiên nhiên là xu thế phổ biến trên thế giới và cũng sẽ diễn ra ở Việt Nam trong tương lai Tuy nhiên, hiện nay việc sử dụng khí thiên nhiên làm nhiên. .. nhiên chỗ đứng của nó bên cạnh các loại năng lượng, một số tổ chức bày tỏ lo ngại về việc có thể gây ô nhiễm nguồn nước qua việc phá vỡ lớp đá phiến sét trong quá trình khai thác cũng như ô nhiễm không khí trong quá trình sử dụng khí thiên nhiên 5.1 Trong hoạt động khai thác Các kỹ thuật khai thác khí thiên nhiên gồm các biện pháp dùng thủy lực làm nứt gãy cá vỉa chứa khí để tăng độ thẩm thấu của các. ..3 TÌNH HÌNH KHAI THÁC KHÍ THIÊN NHIÊN Để định vị được các mỏ khí, các nhà địa chất học thăm dò những khu vực có chứa những thành phần cần thiết cho việc tạo ra khí thiên nhiên: đá nguồn giàu hữu cơ, các điều kiện chôn vùi đủ cao để tạo ra khí tự nhiên từ các chất hữu cơ, các kiến tạo đá có thể "bẫy" các hyđrôcacbon Khi các kiến tạo địa chất có thể chứa khí tự nhiên được xác định, . DỤNG VÀ CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG CỦA KHÍ THIÊN NHIÊN GVHD : GS.TS. Lê Chí Hiệp HVTH : Nguyễn Duy Khang TP. HỒ CHÍ MINH – 05/2011 2 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 4 KẾT LUẬN 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 3 MỞ ĐẦU Năng. Đôi, Kim Long, Ác Quỷ, Cá Voi đang được triển khai tích cực theo chương trình đã đề ra, đảm bảo duy trì và tăng sản lượng khai thác dầu khí cho những năm tới. Dự kiến, mỏ Sư Tử Đen (lô 15-1). phương tiện giao thông trong nhiều năm trở lại đây, UBND thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) vừa phê duy t dự án thí điểm xe buýt sử dụng khí nén thiên nhiên (CNG) của Công ty TNHH Một thành viên